CMOS
Ein Complementary Metal Oxide Semiconductor (= CMOS) ist eigentlich ein elektronischer Baustein, aber im Bereich der Betriebssystemprogrammierung ist damit meistens der Batterie-gepufferte SRAM eines x86- bzw. x86-64-Computers gemeint. In diesem speichert das BIOS Informationen beispielsweise über die angeschlossene Hardware. Außerdem wird darin die momentane Uhrzeit und das Datum gespeichert und von einer Echtzeituhr aktualisiert.
Inhaltsverzeichnis
Aufbau
Im CMOS werden folgende jeweils 1 Byte große Felder gespeichert:
| Offset | Beschreibung |
|---|---|
| 0x00 | Sekunde (BCD) |
| 0x01 | Alarmsekunde (BCD) |
| 0x02 | Minute (BCD) |
| 0x03 | Alarmminute (BCD) |
| 0x04 | Stunde (BCD) |
| 0x05 | Alarmstunde (BCD) |
| 0x06 | Wochentag (BCD) |
| 0x07 | Tag des Monats (BCD) |
| 0x08 | Monat (BCD) |
| 0x09 | Jahr (letzten zwei Stellen) (BCD) |
| 0x0A | Statusregister A |
| 0x0B | Statusregister B |
| 0x0C | Statusregister C (schreibgeschützt) |
| 0x0D | Statusregister D (schreibgeschützt) |
| 0x0E | POST-Diagnosestatusbyte |
| 0x0F | Shutdown-Statusbyte |
| 0x10 | Typ der Diskettenlaufwerke |
| 0x11 | reserviert |
| 0x12 | Typ der Festplattenlaufwerke |
| 0x13 | reserviert |
| 0x14 | Gerätebyte |
| 0x15 | Größe des Basisspeichers in kB (niederwertiges Byte) |
| 0x16 | Größe des Basisspeichers in kB (höherwertiges Byte) |
| 0x17 | Größe des Erweiterungsspeichers in kB (niederwertiges Byte) |
| 0x18 | Größe des Erweiterungsspeichers in kB (höherwertiges Byte) |
| 0x2E | CMOS-Prüfsumme (niederwertiges Byte) |
| 0x2F | CMOS-Prüfsumme (höherwertiges Byte) |
| 0x32 | Jahrhundert (BCD) |
0x0A - Statusregister A
| Bit | Beschreibung |
|---|---|
| 7 | Zeit-Update-Zyklus (1 = Update läuft => Zeitangaben undefiniert) |
| 6-4 | Zeit-Basis (Standard = 010b = 32768 Hz) |
| 3-0 | Auswahl-Bits für Interrupt-Rate
0000b = kein Interrupt
0011b = alle 122 Mikrosekunden (minimum)
0110b = 976.562 Mikrosekunden (Standard)
1111b = 500 Millisekunden
|
0x0B - Statusregister B
| Bit | Beschreibung |
|---|---|
| 7 | Zeit-Update (0 = Zeit aktualisieren, 1 = Zeit-update anhalten) |
| 6 | Periodischer Interrupt mit Rate aus Statusregister A (0 = deaktiviert (Standard), 1 = aktiviert) |
| 5 | Alarm Interrupt wenn Uhrzeit = Alarmzeit (0 = deaktiviert (Standard), 1 = aktiviert) |
| 4 | Update-Interrupt (0 = deaktiviert (Standard), 1 = aktiviert) |
| 3 | Rechtecks-Frequenz mit Rate aus Statusregister A erzeugen (0 = deaktiviert (Standard), 1 = aktiviert) |
| 2 | Daten Modus (0 = BCD, 1 = Binär) |
| 1 | 24 Stundenformat (0 = 12 Stunden, 1 = 24 Stunden (Standard)) |
| 0 | Sommerzeit (0 = deaktiviert (Standard), 1 = aktiviert) |
0x0C - Statusregister C
| Bit | Beschreibung |
|---|---|
| 7 | Interrupt-Request (1 = RTC hat Interrupt angefordert) |
| 6 | IRQ-Quelle ist periodischer Interrupt (0 = nein, 1 = ja) |
| 5 | IRQ-Quelle ist Alarm-Interrupt (0 = nein, 1 = ja) |
| 4 | IRQ-Interrupt ist Update-Interrupt (0 = nein, 1 = ja) |
| 3-0 | Reserviert |
0x0D - Statusregister D
| Bit | Beschreibung |
|---|---|
| 7 | Gültigkeit der Daten im CMOS (0 = ungültig, 1 = Daten sind gültig) |
| 6-0 | Reserviert |
0x0E - POST-Diagnosestatusbyte
| Bit | Beschreibung |
|---|---|
| 7 | Stromversorgung (0 = OK, 1 = Stromversorgung war unterbrochen) |
| 6 | CMOS-Prüfsumme (0 = OK, 1 = Prüfsumme falsch) |
| 5 | Konfiguration im CMOS stimmt mit ermittelten Werten überein (0 = OK, 1 = nein) |
| 4 | Speichergröße im CMOS == ermittelte Speichergröße (0 = ja, 1 = nein) |
| 3 | Laufwerk bzw Controllerfehler (0 = OK, 1 = Fehler) |
| 2 | Uhrzeit gültig (0 = OK, 1 = Fehler) |
| 1 | Fehler bei Adapterinitialisierung (0 = OK, 1 = Fehler) |
| 0 | Timeout beim Adapter-ID lesen |
0x0F - Shutdown-Statusbyte
Prozessoren können nicht vom Protected Mode in den Realmode zurückgeschaltet werden. Zu diesem Zweck ist ein Prozessor-Reset nötig. Das Shutdown-Statusbyte dient dazu dem BIOS anzuzeigen ob der PC neu gebootet oder der Prozessor nur im Realmode neu gestartet werden soll.
Werte des Bytes:
0x00 - 0x03: Power-On Reset durchführen 0x04: int 0x19-reboot 0x05: EOI an PIC ausgeben, Tastatur resetten, Sprung zur Addresse [0x0040:0x0067] 0x09: zurück zu int 0x15, Funktion 0x87 (Block im Extenden Memory verschieben) 0x0A: JMP zu [0x0040:0x0067] 0x0B: IRET zu [0x0040:0x0067] 0x0C: RET zu [0x0040:0x0067]
0x10 - Typ der Diskettenlaufwerke
In diesem Byte wird der Typ der Diskettenlaufwerke gespeichert, wobei in den Bits 4-7 der Typ des ersten Laufwerks gespeichert ist und in den Bits 0-3 der Typ des zweiten Laufwerks. Die Typen sind wie folgt kodiert:
0000b = Laufwerk nicht vorhanden 0001b = 5 1/4 - 360 kB 0010b = 5 1/4 - 1.2 MB 0011b = 3 1/2 - 720 kB 0100b = 2 1/2 - 1.44 MB (sollte eigentlich heutzutage der Standard sein) 0101b - 1111b sind unbenutzt
0x12 - Typ der Festplattenlaufwerke
In diesem Byte wird der Typ der Festplattenlaufwerke gespeichert, wobei in den Bits 4-7 der Typ des ersten Laufwerks gespeichert ist und in den Bits 0-3 der Typ des zweiten Laufwerks. Die Typen sind wie folgt kodiert:
0000b = Laufwerk nicht vorhanden 0001b - 1110b = Typen 1-14 1111b = Typ laut Erweiterungsbyte der Festplatte
0x14 - Gerätebyte
Hier werden Informationen über die allgemeine Hardwarekonfiguration des PCs gespeichert.
| Bits | 7-6 | 5-4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Floppy | Display-Typ | Display vorhanden? | Keyboard vorhanden? | Mathematischer Koprozessor vorhanden? | immer 1 |
Floppy
00b 1 Floppy-Laufwerk 01b 2 Floppy-Laufwerke
Display-Typ
00b BIOS-Display-Adapter 01b CGA (40 Spalten) 10b CGA (80 Spalten) 11b Monochrom
Programmierung
Die Programmierung des CMOS ist denkbar einfach: Die sieben niederwertigen Bits des I/O Ports 0x70 dienen als Offset (siehe Tabelle). Das höchste Bit sollte nicht verändert werden, es dient als NMI-Markierungsregister. Durch Lesen bzw. Schreiben des I/O Ports 0x71 kann dann der Wert an diesem Offset gelesen bzw. geschrieben werden.
Weblinks
- Wikipedia: CMOS (deutsch)
- Real Time Clock / CMOS Setup Reference (englisch)
- CMOS-Aufbau (englisch)
